專利名稱：：有源濾波器復合檢測方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及有源電力濾波
技術領域：
，具體的說是一種有源濾波器復合檢測方法。
背景技術：
：隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，大功率電力電子裝置等非線性負載得到廣泛應用，帶給電網(wǎng)的諧波污染問題也越來越嚴重。因此，采用APF(有源電力濾波器，ActivePowerFilter)抑制諧波已成為電力電子技術中的一個重大課題。圖1所示為最基本的有源電力濾波器系統(tǒng)構成的原理圖。圖中，Us表示交流電源，負載為非線性負載，它產(chǎn)生諧波。APF的基本原理是從負載電流i,中分離出諧波電流分量iLh然后將其反極性作用后產(chǎn)生補償電流的指令信號i匸=-i,h。電流跟蹤控制電路的根據(jù)主電路產(chǎn)生的補償電流ic應跟蹤i'e的原則，計算出主電路各開關器件的觸發(fā)脈沖。此脈沖經(jīng)驅(qū)動電路后作用于主電路，產(chǎn)生補償電流ic。由于，ic^，所以，is=iL-ic=iL-(=iL-iLh。即電源電流"中只含有基波分量，從而達到消除諧波的目的。因此，對諧波電流準確實時檢測是APF的重要環(huán)節(jié)。目前，并聯(lián)型APF的諧波電流檢測主要是基于瞬時無功理論的f。-;。法，此方法能很好的檢測出負載電流中的諧波含量，而電流的產(chǎn)生采用滯環(huán)控制法，瞬時無功理論及其控制方法原理見圖2。圖2中。/6，/。為三相三線制電路的各相電流瞬時值；e。是a相的電壓瞬時值；V，V，Q為基波電流；/:，4，C為諧波電流；PLL為鎖相環(huán)；LPF為低通濾波器。該方法通過鎖相環(huán)和正、余弦發(fā)生電路得到與電源電壓e。同相位的正弦信號和對應的余弦信號。這兩個信號與/。，4，^一起計算出基波有功電流和基波無功電流^，^然后經(jīng)LPF濾波得出^，々的直流分量5，《。由5，《可計算出V，V，Q，生而計算出C，一.*一4*承=—V丄雖然基于瞬時無功理論的z'其中，c=河!口,法能很好的檢測出負載電流中的1一21o___II2C35諧波含量，但輸出的電流經(jīng)過輸出濾波器濾波后存在幅值的變化及相移。若負載電流變化率很大，APF指令電流的變化率也很大，此時輸出濾波器將使APF的補償效果大打折扣。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決輸出濾波器的時延與相移，而提出一種有源濾波器復合檢測方法。實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術方案如下有源濾波器復合檢測方法，包括如下步驟a,將e。倍頻后通過鎖相環(huán)和正、余弦發(fā)生電路得到與e。同相位的正弦信號sin聽/和對應的余弦信號cos腳f，從而得到變換陣C。，，b.將網(wǎng)側三相電流/,。、^和^經(jīng)過3/2變換，變換成為靜止兩相坐標系下的電流za和^，再將兩相電流和/々經(jīng)過變換陣C得出在該坐標系下的各次諧波的無功和有功電流分量和<，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>c.將有功和無功電流分量y"和<經(jīng)LPF濾波得出m次諧波的有功和無功分量F"和『，經(jīng)變換陣C^求出兩相坐標系電流/a,，,和^，再經(jīng)過2/3變換最終得到m次諧波電流/。m、u和L;d.設負載側電流環(huán)計算得出的三相瞬時基波電流為/。,、/6/和^，實測電網(wǎng)側m次諧波電流為L、^和^，實測負載電流為z。、/,和(，則指令電流為-《c+"-V+/('、,)—/c/+/(/c,)。在上述公式中，取函數(shù)/(;c)-Ax，通過仿真和實驗得到不同負載大小下較優(yōu)的k值，并列表供程序調(diào)用。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、采用復合檢測方法能減小因濾波環(huán)節(jié)引起的時延和相移帶來的不利影響，從而提高有源濾波器的補償效果；2、對負載側檢測方法進行優(yōu)化，減少了計算量。圖1為現(xiàn)有濾波器的結構示意圖圖2為現(xiàn)有控制方法的原理圖圖3為本發(fā)明有源濾波器復合檢測方法原理圖具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖3所示，本發(fā)明是在傳統(tǒng)諧波電流檢測方法的基礎上，為了解決輸出濾波器的時延與相移，提出的有源濾波器復合檢測方法，圖中虛線下方為負載側電流環(huán)控制(原理與圖2—致)，它根據(jù)負載側電流提取出每相電流中需要補償?shù)碾娏髦噶钪礮和H虛線上方是電網(wǎng)側電流環(huán)控制，它從電網(wǎng)側檢測通過負載側電流環(huán)控制補償后系統(tǒng)電流中還留有的某幾次諧波。具體包括如下步驟1將^倍頻后通過鎖相環(huán)和正、余弦發(fā)生電路得到與e。同相位的正弦信號sinm紐和對應的余弦信號^smw，從而得到變換陣C，,,，cos附w/sinww/1b.將網(wǎng)側三相電流4。、^和^經(jīng)過3/2變換，變換成為靜止兩相坐標系下的電流/。和^，再將兩相電流^和/々經(jīng)過變換陣C得出在該坐標系下的各次諧波的無功和有功電流分量Z和^"，似c.將有功和無功電流分量/'和^"經(jīng)LPF濾波得出m次諧波的有功和無功分量F"和『，經(jīng)變換陣c;-'求出兩相坐標系電流/^和^，再經(jīng)過2/3變換最終得到m次諧波電流/。、4和L;d.設負載側電流環(huán)計算得出的三相瞬時基波電流為』、^禾口』，實測電網(wǎng)側m次諧波電流為U、^和L，實測負載電流為/。、^和^，則指令電流為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>/*cc=/c。為減少計算量，在實際應用中取函數(shù)/(力=&，可通過仿真和實驗得到不同負載大小下較優(yōu)的k值，并列表供程序調(diào)用。本發(fā)明在電流變化率較大處，復合檢測方法比現(xiàn)有的檢測方法更有效抑制電流的尖刺；引入網(wǎng)側檢測方法的復合檢測方法具有更好的動態(tài)穩(wěn)定性。權利要求1.有源濾波器復合檢測方法，其特征為，包括如下步驟a.將ea倍頻后通過鎖相環(huán)和正、余弦發(fā)生電路得到與ea同相位的正弦信號sinmωt和對應的余弦信號cosmωt，從而得到變換陣Cm，<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>C</mi><mi>m</mi></msub><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><mo>-</mo><mi>sin</mi><mi>m&omega;t</mi></mtd><mtd><mi>cos</mi><mi>m&omega;t</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>cos</mi><mi>m&omega;t</mi></mtd><mtd><mi>sin</mi><mi>m&omega;t</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow>]]></math></maths>b.將網(wǎng)側三相電流isa、isb和isc經(jīng)過3/2變換，變換成為靜止兩相坐標系下的電流iα和iβ，再將兩相電流iα和iβ經(jīng)過變換陣Cm得出在該坐標系下的各次諧波的無功和有功電流分量pm和qm，<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msup><mi>p</mi><mi>m</mi></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>q</mi><mi>m</mi></msup></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><msub><mi>C</mi><mi>m</mi></msub><msub><mi>C</mi><mn>32</mn></msub><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>i</mi><mi>sa</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>i</mi><mi>sb</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>i</mi><mi>sc</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow>]]></math></maths>c.將有功和無功電流分量pm和qm經(jīng)LPF濾波得出m次諧波的有功和無功分量<overscore>p</overscore>m和<overscore>q</overscore>m，經(jīng)變換陣Cm-1求出兩相坐標系電流iαm和iβm，再經(jīng)過2/3變換最終得到m次諧波電流iam、ibm和icm；d.設負載側電流環(huán)計算得出的三相瞬時基波電流為iaf、ibf和icf，實測電網(wǎng)側m次諧波電流為iam、ibm和icm，實測負載電流為ia、ib和ic，則指令電流為<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>i</mi><mi>ac</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><msub><mi>i</mi><mi>a</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>i</mi><mi>af</mi></msub><mo>+</mo><mi>f</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>i</mi><mi>am</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths>i*bc＝ib-ibf+f(ibm)i*cc＝ic-icf+f(icm)2.根據(jù)權利要求1所述的有源濾波器復合檢測方法，其特征為其中在上述公式中，取函數(shù)/(勾=&，通過仿真和實驗得到不同負載大小下較優(yōu)的k值，并列表供程序調(diào)用。全文摘要本發(fā)明為一種有源濾波器復合檢測方法，包括如下步驟a.將e_a倍頻后通過鎖相環(huán)和正、余弦發(fā)生電路得到與e_a同相位的正弦信號sinmωt和對應的余弦信號cosmωt，從而得到變換陣C_m；b.將網(wǎng)側三相電流i_sa、i_sb和i_sc經(jīng)過3/2變換，變換成為靜止兩相坐標系下的電流i_α和i_β，再將兩相電流i_α和i_β經(jīng)過變換陣C_m得出在該坐標系下的各次諧波的無功和有功電流分量p^m和q^m；c.將有功和無功電流分量p^m和q^m經(jīng)LPF濾波得出m次諧波的有功和無功分量p^m和q^m，經(jīng)變換陣C_m^-1求出兩相坐標系電流i_αm和i_βm，再經(jīng)過2/3變換最終得到m次諧波電流i_am、i_bm和i_cm；d.以A相為例計算指令電流為i_ac＝i_a-i_af+f(i_am)。文檔編號H02J3/01GK101527456SQ200810008070公開日2009年9月9日申請日期2008年3月6日優(yōu)先權日2008年3月6日發(fā)明者莫志祿申請人:莫志祿